摘 要：通過紅外測距與角度傳感對農機深松鏟旋轉角度和作業(yè)深淺進行測量、數(shù)據(jù)處理和控制，并實時顯示結果，記錄作業(yè)過程。從綜合性能與可靠性方面，對LPC控制器進行選型，結合紅外測量技術與線性角度轉換技術，通過控制器對電信號偵測轉換，并動態(tài)實時顯示與記錄作業(yè)結果，同時控制器內部算法根據(jù)作業(yè)運行過程不同測量結果，分析并警示處理鏟旋轉角度和作業(yè)深淺異常的問題。

關鍵詞：深松鏟;控制器;作業(yè)深淺;測距角度

中圖分類號：S222??????? 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.07.025

0 引言

近年，農用深松機械向高精度與高速率轉型，作業(yè)在不同土質時易出現(xiàn)深松的深度不一致，影響了作物的扎根與施澆。因此，深松機作業(yè)的過程控制不能忽略[1]。人工進行深松，耗費大量人力[2]?，F(xiàn)種植方式要求在大面積生產條件下加快生產種植速度，如小麥對深松土壤的要求[3]，所以深松監(jiān)控應用能保證土壤均勻，保證作物種植前期無差[4]。

本文通過控制器將傳感測量結果，內部計算轉換，通過算法動態(tài)測控，采用實時記錄顯示達到在線監(jiān)測目的。

1 系統(tǒng)框架設計

系統(tǒng)由多模組構成：LPC控制、傳感器模塊、信號調理模塊、顯示模塊、電源模塊、TF模塊。

終端運行流程：控制器初始化內部FLASH與外置各類交互，獲取調理完成信號，計算轉化值與誤差，比對當前土壤深淺均值，保存有效作業(yè)結果，啟動SDIO封存結果至TF卡，等待控制器周期輪詢，并通過顯示模塊進行實時展示，電源模塊為多模塊提供儲備轉換電路工作。

2 硬件設計

控制器是終端的計算測量的內核，與多模塊交互結果，選NXP系列控制器LPC21xx，512KB flash，高低溫可靠性強[5]。功能與穩(wěn)定性滿足終端要求。

傳感器模塊的信號調理，保證測量結果的準確性，LM324的1.2 M帶寬速率保證低頻信號通路與低輸入內阻確保傳輸。

測距與角度傳感器DYP-A01，帶溫補盲區(qū)小數(shù)模信號并行輸出，測角度分辨高，測距更遠，圖為DYP-A01接口電路。

3 軟件設計

IAR軟件開發(fā)控制器的業(yè)務代碼，控制器對外圍的設置，如顯示模塊的頁面設置，接著進行信號調理結果獲取，計算期望與測量誤差范圍，反饋控制量，數(shù)據(jù)合理暫存等待調用，實時顯示作業(yè)深度曲線與角度超限預警，完成一次流程，重回信號調取，以上為終端的軟件整體過程控制。

4 結論

本文設計了一種基于LPC控制器的農機深松測控終端。以高穩(wěn)定性控制器為終端交互核心，采用帶溫補盲區(qū)小傳感器，并對信號進行調理轉換，保證準確傳輸性，內部算法處理突發(fā)預警超限，采用并行運行任務完成高時效功能，實時顯示并記錄存儲深松結果，解決深松不準、深松反饋調節(jié)等問題。

參考文獻：

[1] 蔣朝輝.GPS定位系統(tǒng)在農機深松中的應用[J].河北農機，2016（S1）：107-108.

[2] 胡靜濤，高雷，白曉平，等.農業(yè)機械自動導航技術研究進展[J].農業(yè)工程學報，2015，31（10）：1-10.

[3] 鄭侃，何進，李洪文，等.中國北方地區(qū)深松對小麥玉米產量影響的Meta分析[J].農業(yè)工程學報，2015，31（22）：7-15.

[4] 趙金. 玉米免耕深松全層施肥精量播種機的研究[D].保定：河北農業(yè)大學，2012.

[5] 董慧，楊景常，范鈞.基于ARM7LPC21XX微控制器的高精度標準溫度發(fā)生器[J].西華大學學報（自然科學版），2009，28（2）：17-20.

作者簡介：石李凱（1997-），安徽安慶人，在讀本科，研究方向：信息科學與技術。